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（1）定义 单边带（Single Side Band，SSB）幅度调制是将信号的频谱从基带移到一个较高的频率上，而且在平移后的信号频谱内单边带调制原有频率分量的相对关系保持不变的调制技术，简称为单边带调幅或单边带调制。单边带调制也称作单边带抑制载波（SSB-SC）。
由于双边带中的任何一个边带都包含调制信号的全部信息，因而在调制器的输出端加一个带通滤波器，抑制一个边带而只传输另一个边带信息，就构成了单边带调制器。维弗法产生单边带信号的原理框图如图2-21所示。
图2-21 维弗法产生单边带信号原理框图
（2）特点 单边带调制也可看作是幅度调制的一种特殊形式，是一种可以更加有效地利用电能和带宽的调制技术。
因为双边带调制信号频谱由载频 f C 和上边带、下边带组成，被传输的信息包含在两个边带中，而且每一边带均包含有完整的被传输的信息，所以只要发送单边带信号，就能不失真地传输信息。同时因采用了抑制载波技术，故可以避免将能量浪费在载波上。显然，把调制信号频谱中的载频和其中一个边带抑制掉后，余下的就是单边带信号的频谱。除广播外，单边带调制将逐步取代幅度调制，这是因为前者比后者具有突出的优点。
1）传输带宽：传输带宽不会大于信息带宽，为幅度调制频谱的一半。
2）载频被抑制：在幅度调制中当调制指数 m =1时，发射功率的2/3集中在不带信息的载频上。所以在载频被抑制的情况下，不仅节省了功率，而且大幅度减小了电台间的干扰。
3）此外，单边带传输受传输中频率选择性衰落的影响也比幅度调制的小，而且没有门限效应等。
这些优点使单边带技术的应用远远超出了短波通信的范围。但是，单边带调制也有一定的局限性。
1）单边带技术要求有很高的系统频率准确度。对于传输语音信号，若只要求Ⅱ级单字清晰度，则系统频率误差小于±100Hz就已足够；若要反映较好的自然度，则系统频率误差应小于±20Hz。对于传输数据信号，则要求有更高的频率准确度，通常频率误差不允许超过2Hz，过高的频率准确度要求会限制单边带调制在广播业务中的应用。
2）此外，单边带调制不能处理比较低的基带频带，在处理过程中必然带来时间延迟，这些缺点在一定程度上也影响了单边带技术的应用。
3）因为需要除去一个边带的信号和载波信号，所以设备变得稍微复杂一些，成本也会增加一些。
（3）研发历史及应用概况 单边带调制技术由美国的约翰·伦肖·卡森于1915年12月1日发明。美国海军曾在它的无线电电路中试验过单边带调制。1927年1月7日，从纽约到伦敦的长波跨大西洋公共无线电话电路开始，单边带调制第一次进入商业服务。大功率单边带发射机位于纽约罗基波因特和英国拉格比，接收机位于缅因州霍尔顿和苏格兰库珀的僻静之处。
从1933年开始，在短波通信中，大多越洋电话和洲际电话都用导频制单边带传输。自1954年以来，载频全抑制单边带调制迅速在军用和许多专用无线电业务中取代幅度调制。在载波电话、微波多路传输和地空的电话通信中，单边带技术已得到了广泛的应用，并且已使用在卫星至地面的信道和移动通信系统中。
单边带调制一般使用在长途电话线路上，是频分复用（FDM）技术的一部分。频分复用技术首先在20世纪30年代被电话公司使用，这一技术使得多路语音信号可以通过一条物理电路进行传输。单边带调制技术通过将信道分为4000Hz的等份，每一份传输频宽为300～3400Hz的语音信号。
之后，业余无线电爱好者开始试验单边带调制。从那时起，它就成了事实上的长距离语音无线电通信的标准。
1）原型单边带：只利用一个边带单边带调制传输消息。
2）独立边带：仍然发送双边带信号，但这两个边带各含若干路不同的消息。
3）残留单边带：发送一个边带再加上另一个边带的一小部分的信号。载频信号可以发送，也可以不发送。
1）载频全抑制制：只发送边带信号，不发送载频信号。
2）导频制：除了发送边带信号外，还发送一个低电平的载频信号作为导频，它通常用于超音速飞机或人造卫星中的单边带设备。发出导频是为了给收信端单边带装置中的恢复载频锁相环提供参考频率源。
3）兼容单边带制：即载频电平全发送的原型单边带，采用兼容单边带的电台可以和调幅电台互通。
调制的方法有多种，其中最常用的是滤波法。用滤波法实现单边带调制，采用双边带信号形成和无用边带抑制两步完成。双边带信号由平衡调制器形成，由于调制器的单边带调制平衡作用，载频电平被抑制到很低。对于无用边带的抑制，由在平衡调制器后面的边带滤波器完成。
边带滤波器为一个带通滤波器，若下边带为无用边带，则恰当地选择其中心频率和通带宽度，让上边带信号通过而抑制下边带。
当需要形成多路独立边带信号时，就需要有相应数目的单边带信号产生器，它们具有不同的载频和不同中心频率的边带滤波器。然后把这些占有不同频段的单边带信号线性相加，便可得到多路独立边带信号。图2-22所示为采用滤波法产生单边带信号的示意图，其结构及频谱宽度如图2-23所示。
图2-22 采用滤波法产生单边带信号示意图
图2-23 滤波法调制结构及频谱宽度示意图
1）优势：单边带调制只传输双边带调制信号的一个边带，节省了频带，是最直观的调制方法，原理简单，易于理解。
2）缺点：其信号包络线不能反映调制信号的波形，不能采用简单的包络检波的方法解调，必须采用相干法解调。
另外一种产生单边带调制信号的方法为哈特利调制，这种调制方法是根据R.V.L.哈特利命名的。该调制方法使用相移方法来抑制不需要的边带。
上述单边带调制的滤波法要求滤波器过渡带很陡，调制信号中低频成分越丰富，滤波器的过渡带要求越窄，实现起来就越困难。所以，调制信号中低频成分越丰富，越难以达到频率特性的设计指标。这时可采用另一种方法，即相移法予以解决。
具体方法是必须先将原始信号宽带相移-90°，载波信号也相移-90°，再将原信号与原载波信号调制，相移后的信号与相移后的载波信号调制，这样就生成了两个调制后的信号。这两个调制后的信号通过加减，就可以获得边带信号。这种调制方法的一个好处就是它可以允许解析单边带信号的表达式，这样有利于更好地理解单边带信号的同步检测效果。
将信号相移90°无法通过简单的延迟信号得到。在模拟电路中，通常使用相移网络来实现。在真空管收音机流行的年代，这种方法非常流行，但后来因为成本的问题，使用得越来越少了。不过，现在这种调制方法在业余无线电和数字信号处理器领域很流行。利用希尔伯特变换，可以在数字电路中以低成本实现这种调制方法。因其在现在正式场合应用较少，故其原理不再赘述。图2-24所示为采用相移网络法产生单边带信号的示意图。
图2-24 采用相移网络法产生单边带信号示意图
可见，滤波法调制的电路结构及原理比较简单，但其所用的滤波器的频率特性很难做到陡峭的截止特性，必须是高 Q 值的多节滤波器，即有较高的阻带衰减特性，体积较大，且对于不同的工作频率需要有不同的滤波器，还需要现场进行仔细调试；或者采用多级（一般采用2级）双边带调制，即先在较低的载频上进行双边带调制，目的是增大过渡带的归一化值，以利于滤波器的制作；再在要求的载频上进行第二次调制和滤波。
例1 要求经过滤波后的语音信号最低频率为300Hz，经过2级滤波予以解决。
设边带滤波器的归一化值不小于0.01，目标载频为6MHz。
设计第1级调制的过渡带为600MHz，中心频率设计为60kHz；设计第2级调制的过渡带为120.6kHz，中心频率最大可设计为12.06MHz。
可达到设计要求。
滤波法单边带调制虽然直观，原理简单，但是在调制信号中均具有丰富的低频信号 f （ t ），而滤波器具有锐截止特性，很难有合乎陡峭特性要求的滤波器，只能采取多级调制滤波的办法。而且多级调制滤波往往置于发射的末级，这样会消耗2/3的发射功率。
对于相移法单边带调制的优点，对滤波法的改进是不言而喻的。但是对于希尔伯特滤波器的传递函数 H （ ω ）为一个宽带移相网络，必须在 f （ t ）幅度不变的情况下，所有的频率分量均相移90°的最大困难是宽带移相网络的制作，要求对所有频率分量都准确、稳定地相移90°。这一点即使近似达到也是比较困难的，所以就提出了维弗法单边带调制。
维弗法调制（Weaver）仅使用低通滤波和正交混合就可以实现，是数字化的理想方法。它可以看作是滤波法和相移法的组合，所以也称作混合法。该方法的主要特征是利用载频的正交分量，只需对载波进行相移90°，而对于信号不需要相移。并且边带滤波在低频范围内易达到要求，易实现实际电路的完成。
维弗法调制的过程是首先信号经过正交调制，然后经过低通滤波，再经过正交调制，最后取其和则获得上边带信号，取其差则获得下边带信号。
单边带信号的解调除了载频全发送的兼容单边带和残留单边带可以用包络检波外，其他各类单边带的解调只能用单边带产生的相反过程来完成，即仍用平衡调制器完成单边带信号频谱向基带的平移，并通过紧跟在调制器之后的低通滤波器提取有用的基带信号，抑制无用的边带信号。
一个调幅信号由载波信号和两个频移后的调制信号构成。两个频移后的调制信号分别在载波信号的两侧，其中频率较低的那个信号是频率反转后的信号，俗称为下边带。
一种生成单边带调制信号的方法是将其中一个边带通过滤波除去，只留下上边带或者下边带，并且载波一般也需要经过衰减或者完全滤除（抑制）。这通常称为抑制单边带载波。假如原调制信号的两个边带是对称的，那么经过这一变换后并不会造成任何的信息遗失。因为最终的射频放大器只发射一个边带，这样有效输出功率就会比普通调幅方式的大。单边带调制虽然具有使用带宽小、节省能量的优点，但是它无法被普通的调幅检波器解调。
综上所述，假设载波频率为 ω c ，语音信号频谱如图2-25a所示，在理想的边带滤波器响应特性或实际的边带滤波器响应特性条件下，得到理想的单边带输出信号频谱或实际的单边带输出信号频谱分别如图2-25a～f所示，相应的调制电路结构图如图2-25g所示。
从图中可见，实际的边带滤波器的响应特性并非为稳定的恒定阻带衰减特性，而且需要多节滤波器才能达到要求的指标，这是单边带调制的最大弱点，也是引入残留边带调制（VSB）的原因所在。
图2-25 滤波法单边带调制频谱分布图
可见单边带信号的频谱为
S SSB （ ω ）= S DSB （ ω ）· H （ ω ）
设 s （ t ）为基带波形信号
s （ t ） = ∑ A i ·cos（ ω i +φ i ）
而载波信号为
c （ t ）=2cos ω c t
则经过平衡调制器调制后，其输出信号为
y i （ t ） = ∑ A i cos[（ ω c +ω i ） t+φ i ] + ∑ A i cos[（ ω c -ω i ） t+φ i ]
可见，经过平衡调制器调制后，产生了一个上边带和一个下边带，且上边带与下边带间有一定的频率间隔，所以可以用带通滤波器或带阻滤波器从中提取一个边带，确切地说，用一个带内波动在（ ω c + ω i ）处为 e i ，在（ ω c -ω i ）处有 a i 的衰减，其相位是任意的带通滤波器（BPF），从中取出上边带信号，则输出信号为
y （ t ）=∑ A i （1+ e i ）cos[（ ω c + ω i ） t + φ a ]+∑ A i a i cos[（ ω c -ω i ） t-φ a ]
如果BPF的带内波动很小，阻带衰减很大，则可简化如下：
y （ t ） = ∑ A i cos[（ ω c +ω i ） t+φ a ]
可见，单边带调制的时域数学表达式为
用角频率表示则为
式中，若取“+”号，则为下边带的单边带调制（L-SSB）；若取“-”号，则为上边带的单边带调制（U-SSB）。
由于单边带调制仅仅包含一个边带，因此单边带调制信号的功率为双边带调制信号功率的一半，即
在上边带调制，只传送上边带信号，其上边带时域数学表达式为
u SSB上 =U m0 cos（ ω c +Ω ） t
在下边带调制，只传送下边带信号，其下边带时域数学表达式为
u SSB下 = U m0 cos（ ω c -Ω ） t
而且，单边带调制信号不含载波成分，所以单边带幅度调制的效率也为100%。可见，单边带调制在功率消耗方面的优势在于载波发射功率和调制效率高。但是由于滤波器截止频率陡峭特性在制作上难以实现或调试不方便，实际应用上较少，因此引入了介于双边带调制和单边带调制之间的残留边带调制的调幅概念和方法。